红外成像系统主要往小型化、高清晰度、低照明功率、便携且廉价的方向发展。随着红外半导体发光材料的出现及其发光性能的提高,为主动式红外成像系统提供了很有价值的解决方案。主动式红外成像系统主要由红外光源、红外光学系统、红外变像管、高压转换器和电池组5部分组成。本文主要针对目前节能省耗的环境下,结合我国大力发展半导体照明的号召,国内红外光源的发展远远不能满足经济的发展需要。为此确立了本文的研究方向。本文在红外辐射的传输理论上,首先研究了红外辐射在大气中的传输特性以及对光学材料的选择,比较了几种通常使用的红外辐射光源;然后通过对半导体发光材料的机理进行学习,找到了一种以GaAlAs材料作为发光芯片的LED。研究了红外LED的特性,研究了近红外LED作为远距离照明光源时使照明系统增大输出功率的三点措施,提出一种红外LED阵列组成的光源系统的设想;最后设计了一种新型的准直光学系统,使红外LED光源实现更远距离的照明。同时研究了红外LED阵列光源的散热解决方案。正确地设计、使用光源,是主动红外成像取得满意效果的关键。通过对红外辐射理论的学习,本文主要完成了这些研究:熟练掌握红外辐射理论基础以及红外光谱知识,研究红外信号在大气中的传输的特性,同时得出适合近红外成像的光谱段;研究大气近红外传输特性、物体红外透射特性和红外光学材料的选择,选出适合透镜和抛物面反射镜的制作材料,设计出抛物面反射镜;熟悉各种红外光源,了解并比较几种通常使用的红外光源,研究红外LED的各种特性;研究满足实验室内监测的要求及稳定性的红外LED面阵式光源的系统设计,设计出一种新型的准直光学系统,可使红外LED面阵式光源实现远距离照明;提出了红外LED阵列光源的散热解决方案,使系统工作在尽量低温和稳压恒流的环境下。